Размещено на http://www.allbest.ru/

Некоммерческое акционерное общество

"Алматинский университет энергетики и связи"

Кафедра электрических станций, сетей и систем

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА №1

по дисциплине: Изоляция электрооборудования и электроустановок высокого напряжения

Специальность: 5В 071800 - Электроэнергетика

Выполнил: студент группы Э-11-9

Султанов Б.К.

№ зачетной книжки: 114426

Руководитель Курпенов Б.К.

Алматы 2014

Содержание

• 1. Цель и задачи работы
• 2. Объём и содержание работы
• 2.1 Исходные данные
• 2.2 Содержание расчетно-графической работы
• 3. Задание на расчетно-графическую работу
• 4. Задание
• Задача 4.1
• Задача 4.2
• Задача 4.3
• Задача 4.4
• Задача 4.5
• Задача 4.6
• Заключение
• Список литературы

1. Цель и задачи работы

Целью расчетно-графической работы является развитие навыков самостоятельного решения задач по основным разделам курса, уметь отвечать на поставленные вопросы, а также развить навыки работы с технической литературой.

Расчетно-графическая работа состоит из трех задач для практического решения и вопросов по основному курсу.

2. Объём и содержание работы

2.1 Исходные данные

Исходные данные для выполнения работы принимаются в соответствии с вариантом, где задаются:

- тип подстанции;

- от какой линии электропередачи она питается;

- тип отходящих линий электропередачи;

- характеристики проходного изолятора;

- тип разрядников на подстанции.

2.2 Содержание расчетно-графической работы

В расчетно-графическую работу входят вопросы расчетов и технических решений по определению изолирующей способности воздушных промежутков между потенциальными точками линий электропередачи, проводниками и заземленными частями ЛЭП.

Рассматриваются вопросы, связанные с поверхностным и коронным разрядом, изоляцией кабеля и опор ЛЭП, защиты от атмосферных и внутренних перенапряжений.

Проводятся расчеты грозоупорности линий электропередачи, напряжения на изоляции силовых трансформаторов, напряжения смещения нейтрали в сетях ЛЭП 10 кВ.

3. Задание на расчетно-графическую работу

Для выполнения задания необходимо освоить теоретический курс согласно программе по указанной литературе. На задачу и вопрос необходимо составить краткий исчерпывающий письменный ответ. По объёму работа не должна превышать 10-15 страниц формата ученической тетради. Работа выполняется чернилами или пастой, чётко, разборчиво и аккуратно. Решения задач и ответы на вопросы поясняются схемами и эскизами. При оформлении работы должны быть оставлены поля для заметок преподавателя. В конце работы указывается использованная литература, дата и подпись студента. Номер варианта выбирается по последним двум цифрам зачетной книжки.

4. Задание

Тупиковая подстанция питается по воздушной двухцепной линии электропередачи на железобетонных опорах, имеющей грозозащитный трос по всей длине. Потребители питаются от шин 10(6) кВ по кабельным или воздушным линиям электропередачи.

Необходимо:

- Определить емкость линии электропередачи высокого напряжения.

- Определить начальное напряжение короны на проводах ЛЭП высокого напряжения и потери энергии при заданном виде погоды и ее продолжительности.

- Определить предельное расстояние между разрядником и трансформатором при набегании на подстанцию длиной косоугольной волны напряжения с длиной фронта 2мкс.

- Выбрать тип и количество изоляторов в поддерживающей натяжной гирлянде ЛЭП ВН в соответствии с заданной степенью загрязнённости атмосферы района и проверить по условию работы гирлянды под дождём.

- Определить минимальные расстояния по воздуху и в земле между молниеотводом и защищаемым оборудованием при длине токоотвода 6 метров.

- Определить минимальную мощность дугогасящей катушки, предназначенной для установки сети 10 кВ, а также напряжение смещения нейтрали в отсутствии ДГК и при её наличии, если ёмкостные проводимости фаз соотносятся как 1:0,8:0,9.

Таблица 1 - Исходные данные к выполнению работы

Задача 4.1

Определить ёмкость линии электропередачи высокого напряжения.

Решение:

Так как провода располагаются на равных расстояниях по окружности радиусом , называемым радиусом расщепления, то в трёхфазной системе ёмкость расщепленной фазы определяется как:

,

где S- среднегеометрическое расстояние между фазами,

.

Характерное значение для линий 10-35 кВ

.

Ответ: =8,96пФ.

Задача 4.2

Определить требуемый внутренний диаметр фланца маслонаполненного прохода изолятора при наличии барьеров с проводящим покрытием.

Решение:

При большом числе конденсаторных обкладок максимальная напряжённость намного меньше, чем напряжённость при отсутствии обкладок и может быть приближена к средней напряжённости:

;

откуда

Ответ: =0,125 м.

Задача 4.3

электропитание подстанция грозоупорность трансформатор

Определить предельное расстояние между разрядником и трансформатором при набегании на подстанцию длиной косоугольной волны напряжения с длиной фронта 2мкс.

Решение:

Предельное удаление вентильных разрядников от защищаемого оборудования определяется импульсным пробивным напряжением разрядника и импульсным испытательным напряжением оборудования (силового трансформатора)

По таблицам 22.4 и 25.1 [1]находим:

- скорость волны.

Ответ: l=232,5 м

Задача 4.4

Выбрать тип и количество изоляторов в поддерживающей натяжной гирлянде ЛЭП ВН в соответствии с заданной степенью загрязнённости атмосферы района и проверить по условию работы гирлянды под дождём.

Решение:

Для начала определим длину утечки пути изолятора:

,

где К=1.1 - поправочный коэффициент

=2,6 см/кВ - нормированная удельная эффективная длина пути утечки

Число изоляторов в гирлянде должно быть:

,

где - геометрическая длина пути утечки одного изолятора

Выберем тип изолятора ПФ 6 - В

Проверка выбранного количества изоляторов производится по условиям работы гирлянд под дождём при воздействии внутренних перенапряжений. Определение числа изоляторов в гирлянде производится по формуле:

H=140мм, D=270мм, rу=324мм,

где Kэ=1.1,=2,5кВ/м - Фарфоровый

Ответ: n=16

Задача 4.5

Определить уровень грозоупорности линий электропередачи высокого напряжения на подходе к подстанции.

Решение:

Uраб принимается равным среднему значению за полу период:

;

, кВ.

Электрическая составляющая индуктированного перенапряжения при ударе в опору может быть приближенно рассчитана по формуле:

,

где Еср=10 кВ/см - средняя напряженность электрического поля в промежутке между каналом лидера молний и опоры перед главным разрядом;

k - коэффициент электромагнитной связи между проводом и тросом.

=10*5(1-0.1)=45, кВ.

Упрощенно вероятность перекрытия изоляции при ударе молнии в опору можно определить по значению критического тока:

,

где - для линий с одним тросом.

, А.

Вероятность прорыва молнии через тросовую защиту принято определять в соответствии с опытом эксплуатации по эмпирической формуле.

,

где hоп - высота опоры, м;

б - угол защиты.

.

Задача 4.6

Определить минимальную мощность дугогасящей катушки, предназначенной для установки сети 10 кВ, а также напряжение смещения нейтрали в отсутствии ДГК и при её наличии, если ёмкостные проводимости фаз соотносятся как 1:0,8:0,9.

Решение:

Так как емкости фаз сети на землю обычно неодинаковые, вследствие несимметричного режима имеется смещение нейтрали, равное:

.

При наличии дугогасящей катушки смещение нейтрали в сети возрастёт до:

.

Ответ: Q=2000 кВАр, смещение нейтрали =0,35кВ, смещение нейтрали при наличии ДГК=3кВ.

Заключение

При решении задач освоил методику расчетов и технических решений по определению изолирующей способности воздушных промежутков между потенциальными точками линий электропередачи, проводниками и заземленными частями ЛЭП. Научился выбирать тип и количество изоляторов в гирлянде ЛЭП. Рассмотрел расчеты, связанные с поверхностным и коронным разрядом, изоляцией кабеля и опор ЛЭП, защиты от атмосферных и внутренних перенапряжений. Провел расчеты грозоупорности линий электропередачи, напряжения на изоляции силовых трансформаторов, напряжения смещения нейтрали в сетях ЛЭП 10 кВ.

Список литературы

1. Базуткин В.В., Ларионов В.П., Пинталь Ю.С. Техника высоких напряжений. Изоляция и перенапряжение в электрических системах. - М.: Энергоатомиздат, 1986.

2. Михалков А.В. Техника высоких напряжений в примерах и задачах. - М.: Энергия,1988.

3. Техника высоких напряжений. Под редакцией Разевига Д.В. -М.: Энергия,1978.

4. Степанчук К.Ф., Тиняков Н.А. Техника высоких напряжений. - Минск: Высшая школа,1982.

Размещено на Allbest.ru